光がもたらすスペクトルとは？初心者へわかりやすく解説！

スペクトルとはヒトの目によって色を識別するための判断素材です。
科学的にいうと、波長ごとに分けた光の帯域ともいえます。

ヒトの目で世界が認識できるのは、〝光〟があるからです。
光で物が照らされているからこそ、世界があらわれているのです。

ふと思い浮かべました。
〝光〟とは何ぞやと。。。

光の正体を探っていたらぼんやりとしていた一部の知識が理解できたのでシェアしましょ(*´з`)/

ヒトの目で認識できるものは限られている

ヒトの目によって色を識別するための判断素材という言い方をしたのは、光とは波長の性質を持ち合わせている電磁波だからです。
先端科学的な言い回しをすれば、光の性質は〝波長〟だけではなく〝粒子〟という性質も同時に持ち合わせているという超特殊な存在です。

量子物理学ともいいます。

電磁波ときいてどのくらいの解釈がありますか？

これらの日常品や医療機器などは電磁波を利用して活用されています。

可視光線の範囲
周波数が380nmから下が紫外線
周波数が780nmから上が赤外線
ヒトの目では380～780nm内の波長しか認識できない

スペクトルは全3種あります。
各スペクトルの特徴を理解すれば〝そうゆうことかい！〟となるはず(`･ω･´)

ごちゃまぜになっていた光の波長が分解して、波長ごとに1つに繋がるようなものを連続スペクトルといいます。

ごちゃまぜになっていた光とは太陽をイメージしてください。

太陽はかなりの範囲の周波数帯の光〈電磁波〉を放射状に放ち続けているので、太陽を直視することは可視光線の周波数帯〈380～780nm：赤橙黄緑青藍紫〉を1度に全て見るということなのです。
1度に見るとゆうことは全ての色が混ざるということなので、昼間の太陽を見ると〝白〟に見えます。

白に見える太陽光を〝プリズム〟と呼ばれるガラス製の三角柱に通すと、色が繋がった状態になります。
白1色だった光はプリズムを通過したら、赤橙黄緑青藍紫の順ですべて展開されます。

太陽光線のスペクトル〈連続スペクトル〉

太陽光線は可視光線の全ての波長を含んでいるので〝赤橙黄緑青藍紫〟と全色展開されましたが、個別の成分分析となるとそうはなりません。

太陽光線とナトリウムで比べてみると。。。

太陽光線のスペクトル〈連続スペクトル〉

ナトリウムのスペクトル〈線スペクトル〉

太陽光線とナトリウムのスペクトルを比較してみると、ナトリウムは一部しか反応を示していません。
これは線が記されている周波数しかきていないよということなのです。
このように一部しか反応を示していないものを線スペクトルといいます。

逆にいうと太陽光線は可視光線の全てのスペクトルを示しているので、可視光線の範囲である380～780nmの周波数がここに届いていますよという証明になるのです。

光をプリズムに通すと〝連続スペクトル〟が見えることはわかりました。
観測の環境次第では、連続スペクトルに黒い線が入っていることがあります。
この黒い線をフラウンホーファー線といい、このようなスペクトルを吸収スペクトルといいます。

黒い部分がフラウンホーファー線
黒い線が入ったスペクトルが吸収スペクトル

ではではこの黒い部分は何ぞやと。。。
答えはナトリウムなんですが、見ての通りに合致します。

ナトリウムの線スペクトル

このように光をプリズムに通して連続スペクトルに線が入っていたら、観測したい光とプリズムの間に見えない何かが紛れ込んだ証拠になります。